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2013 年度 実績報告書

シナプス伝達維持におけるアストロサイト・ニューロン間エネルギー共生機構の解明

公募研究

研究領域脳内環境:恒常性維持機構とその破綻
研究課題/領域番号 24111544
研究機関東京慈恵会医科大学

研究代表者

加藤 総夫  東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (20169519)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
キーワードモノカルボン酸トランスポーター / ラクテート / シナプス伝達 / グルタミン酸受容体 / 孤束核 / グリコーゲン / アストロサイト / グリア―ニューロン連関
研究概要

シナプスにおける細胞外グルコース、アストロサイトのグリコーゲン、およびラクテート輸送が、シナプス伝達維持において担う役割とその貢献度を評価することを目的として、急性脳スライス標本をラットおよびマウスから作製し、延髄孤束核2次ニューロン、小脳プルキンエ・ニューロン、舌下神経核運動ニューロン、海馬CA1錐体ニューロン、扁桃体外側核ニューロンから記録される興奮性ならびに抑制性シナプス伝達に及ぼすモノカルボン酸トランスポーター(MCT)阻害の影響を検討し、以下の5つの新事実を明らかにした。
(1)これらのニューロンにおいて、MCT阻害薬alpha-cyano-4-hydroxycinnamic acid, (CHCA)、phloretinならびにD-lactateは興奮性シナプス後電流振幅を50%以上抑制する、(2)ATP依存性Kチャネルを発現するニューロンでは、MCTの阻害はATP依存性Kチャネルの活性化によって過分極を起こす。(3)孤束核ニューロンにおいて、細胞外グルコース除去によるシナプス伝達抑制が外因性ラクテート補給によって減弱し、その効果はCHCAによって消失する。(4)興奮性シナプス伝達に及ぼすCHCAの減弱効果は、低細胞内ATP濃度下に増大し、この増大は細胞内へのATP補給もしくはラクテートの細胞内補給によって消失する。(5)小Kd値グルタミン酸受容体競合的遮断薬gamma-DGGの抑制率をCHCAは有意に増大させたことから、放出グルタミン酸量の減少が生じている。
以上の結果は、脳の広範な部位におけるシナプス伝達制御とニューロン興奮性制御にMCTを介したアストロサイトからのエネルギー供給が重要な役割を演じている事実を示すものである。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] On-site energy supply at synapses through monocarboxylate transporters maintains excitatory synaptic transmission.2014

    • 著者名/発表者名
      Nagase M, Takahashi Y, Watabe AM, Kubo Y and Kato F
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 34 ページ: 2605-2617

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.4687-12.2014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] シナプス伝達維持におけるアストロサイト・ニューロン間エネルギー共生2014

    • 著者名/発表者名
      永瀬将志、加藤総夫
    • 雑誌名

      遺伝子医学MOOK

      巻: 26

  • [学会発表] 内臓情報伝達シナプスのenergetics2014

    • 著者名/発表者名
      永瀬 将志,渡部 文子,加藤 総夫
    • 学会等名
      第91回日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [学会発表] Functional roles of monocarboxylate transporters in maintenance of neuronal functions in the cerebellum2013

    • 著者名/発表者名
      Nagase M, Noguchi J, Watabe AM and Kato F
    • 学会等名
      The 43rd annual meeting of the Society for Neuroscience
    • 発表場所
      San Diego
    • 年月日
      20131109-20131113
  • [学会発表] 神経活動維持におけるモノカルボン酸トランスポーターの役割の部位差2013

    • 著者名/発表者名
      永瀬 将志,渡部 文子,加藤 総夫
    • 学会等名
      第36回日本神経科学大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20130620-20130623

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公開日: 2015-05-28  

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